英国物理学家汤姆孙(J.Jthomson,1856-1940)认为阴极射线是带电粒子流。如图是他当时使用的放电管的示意图。从阴极K发出的带电粒子通过小孔A、A’
题型:不详难度:来源:
英国物理学家汤姆孙(J.Jthomson,1856-1940)认为阴极射线是带电粒子流。如图是他当时使用的放电管的示意图。从阴极K发出的带电粒子通过小孔A、A’形成一条细细的射线。
(1)当M N之间未加电场时,射线不偏转射中P1按图示方向施加电场E之后,射线发生偏转并击中荧光屏P2点。由此你推断阴极射线带有什么性质的电荷? (2)为了 抵消阴极射线的偏转,是它从P2点回到P1,此时,在M和N间的区域,再加上一个方向垂直于纸面的匀强磁场.这个磁场方向指向纸里还是指向纸外? (3)调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到P1点.求打在荧光屏P1点的阴极射线粒子速度V的大小。 (4)去掉电场E只保留磁场B。由于磁场方向与射线运动方向垂直,阴极射线在M和N之间有磁场的区域形成半径r的圆弧,使得射线落在P3点。试推导出电子的比荷q/m的表达式 |
答案
(1) 负电 (2) 垂直纸面向外(3) v="E/B" (4) q/m =v/Br |
解析
试题分析:(1)负电 ---2分 (2)垂直纸面向外 ---2分 (3)Bqv=Eq ---2分 v=E/B ----2分 (4)Bqv=mv2/r ---2分 q/m =v/Br ---2分 点评:电粒子在垂直的电场中做类平抛运动,在垂直的磁场中做匀速圆周运动.类平抛运动可用平抛运动规律来处理,圆周运动的可建立几何关系来列式求解. |
举一反三
如图甲所示,在光滑绝缘的水平桌面上平放着相互平行、间距为0.1m的金属板、,板间存在匀强电场,方向水平向右. 在板右侧平面内存在如图乙所示的交替变化的电磁场. 以板小孔处为坐标原点,建立坐标系,且规定沿方向为电场的正方向,竖直向下为磁场的正方向. 在点一质量为10g、电荷量为0.1C的带正电的金属小球由静止释放,设时刻金属小球恰好以m/s的速度经小孔进入板右侧. 已知N/C、=0.2T. 求:
(1)、两板间的电场强度的大小; (2)在1s~2s内,金属小球在磁场中做圆周运动的半径和周期; (3) 前6s内金属小球运动至离轴的最远点的位置坐标.(计算结果可以含) |
如图所示,直角坐标系xoy位于竖直平面内,在‑m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B = 4.0×10-4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x>0的区域内有电场强度大小E = 4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场,其宽度d = 2m。一质量m = 6.4×10-27kg、电荷量q =3.2×10‑19C的带负电粒子从P点以速度v = 4×104m/s,沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场,经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力。求:
⑴带电粒子在磁场中运动时间; ⑵当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标; ⑶若只改变上述电场强度的大小,要求带电粒子仍能通过Q点,讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系。 |
图所示为示波管中偏转电极的示意图,相距为d、长度为l的平行板A、B加上电压后,在A、B之间的空间中(设为真空)产生电场(设为匀强电场).在AB左端距A、B等距离处的O点,有一电荷量为+Q,质量为m的粒子以速度v0沿水平方向(与A、B板平行)射入(如图).不计重力,要使此粒子能从C处射出,则A、B间的电压为( )
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如图所示,质子、氘核和α粒子都沿平行板电容器两板中线OO′方向垂直于电场线射入板间的匀强电场,且都能射出电场,射出后都打在同一个荧光屏上,使荧光屏上出现亮点.若微粒打到荧光屏的先后不能分辨,则下列说法中正确的是 ( )
A.若它们射入电场时的速度相等,在荧光屏上将只出现3个亮点 | B.若它们射入电场时的动量相等,在荧光屏上将出现2个亮点 | C.若它们射入电场时的动能相等,在荧光屏上将只出现1个亮点 | D.若它们是由同一个电场从静止加速后射入偏转电场的,在荧光屏上将只出现1个亮点 |
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质量为m、带电量为q的粒子以初速度V从中线垂直进入偏转电场,刚好离开电场,它在离开电场后偏转角正切为0.5。下列说法中错误的是( )A.如果带电粒子的初速度变为原来的2倍,则离开电场后的偏转角正切为0.25 | B.如果带电粒子的初动能变为原来的2倍,则离开电场后的偏转角正切为0.25 | C.如果带电粒子的初动量变为原来的2倍,则离开电场后的偏转角正切为0.25 | D.如果带电粒子的比荷变为原来的2倍,则离开电场后的偏转角正切为0.25 |
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